(57)【要約】  本発明は、炉体及び熱風循環システムを含み、無酸素環境で、熱風循環システムにより気体を炉体の作動キャビティ内に導入し、硬ろう付けの条件で、ワークを循環的に加熱する熱風無酸素ろう付けシステムである。本発明は、温度均一性が高く、ろう付け品質が高く、耐用年数が長く、適用範囲が広い。
2019509176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体及び熱風循環システムを含み、無酸素環境で、前記熱風循環システムにより気体を前記炉体の作動キャビティ内に導入し、硬ろう付けの条件で、ワークを循環的に加熱することを特徴とする熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項２】
前記熱風循環システムは、外部循環構造であり、前記炉体の外部に加熱体が設けられ、前記加熱体が循環管路を介して前記炉体の入口と出口に接続されることを特徴とする請求項１に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項３】
前記熱風循環システムは、内部循環構造であり、前記炉体の内部に加熱領域が設けられ、前記加熱領域が作動キャビティと連通し、動力装置により前記加熱領域を通過した気体を前記作動キャビティ内に導入し、熱風循環経路を形成することを特徴とする請求項１に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項４】
前記加熱領域と前記作動キャビティは、同一のキャビティ内に設けられ、かつ仕切り板により仕切られるか、又は前記加熱領域と前記作動キャビティは、それぞれ個別のキャビティであることを特徴とする請求項３に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項５】
前記熱風循環システムは、前記気体を前記ワークの内部キャビティに導入し、前記ワークを加熱することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項６】
前記動力装置は、ファンであり、前記ファンは、前記炉体の内部もしくは外部に設けられるか、又は前記ファンの一部は、前記炉体の内部に設けられ、別の一部は前記炉体の外部に設けられることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項７】
前記ファンの一部又は全部の構造が前記炉体の内部に設けられる場合、前記ファンは、高温ファンであり、前記高温ファンは、軸と冷却主体を含み、前記作動キャビティに入った一部の軸は、前記冷却主体により包まれることを特徴とする請求項６に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項８】
前記高温ファンの耐熱性は≧４５０℃であることを特徴とする請求項７に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項９】
前記高温ファンの耐熱性は≧６００℃であることを特徴とする請求項７に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項１０】
前記冷却主体は、耐熱材料で製造された中空の外部ケースであり、前記作動キャビティに入った一部の軸は前記外部ケースの内部キャビティを貫通するか、又は前記冷却主体は軸本体の内部キャビティが中空の軸座であり、水冷ジャケットが前記軸座の内部キャビティ内に設けられて、水冷軸座を形成し、前記作動キャビティに入った一部の軸は前記軸座の前記内部キャビティを貫通することを特徴とする請求項７に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項１１】
前記作動キャビティ内にローラが設けられ、前記ローラはローラシートに取り付けられ、前記ローラに底板が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項１２】
前記炉体の炉蓋の外部に、前記作動キャビティと連通している急速冷却ファンが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項１３】
前記炉体の炉蓋の外部に熱交換装置が設けられ、前記炉蓋の内側は、前記熱交換装置の管路と連通し、前記管路内に冷却媒体が流入されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項１４】
前記炉体の炉蓋の上部及び下部のうちの少なくとも一方に保温ドアが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項１５】
前記保温ドアの開き方式は、電動式又は自己適応式であることを特徴とする請求項１４に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項１６】
前記自己適応式は、保温ドアが冷却吹風側又は冷却吸風側に設けられ、冷却吹風又は冷却吸風により前記保温ドアを開ける構造であることを特徴とする請求項１５に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項１７】
前記炉体は、ライナーを含み、前記ライナーが一体型ライナー又は多段式ライナーを用い、前記ライナーに保温層が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項１８】
前記仕切り板は、多重キャビティのグリッド構造を用いるか、又は前記仕切り板は、中実又は中空構造であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項１９】
前記ローラ、前記ローラシート、及び前記底板のうちの少なくとも１つの材質は、黒鉛、カーボンカーボン、炭化ケイ素、コランダム、モリブデン、タングステンのうちの少なくとも１種であることを特徴とする請求項１１に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項２０】
前記高温ファンの材質は、黒鉛、カーボンカーボン、炭化ケイ素、耐熱鋼のうちの１種であることを特徴とする請求項７に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ろう付けの技術分野に関し、特に熱風無酸素ろう付けシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の真空ろう付け炉は、ワークに対してろう付けを行う場合、大部分が放射対流の加熱方式を用い、このような加熱方式は、加熱が遅く、ワークの受熱が不均一になることで、熱変形が発生することを引き起こしやすく、不良率を大幅に上げ、耐用年数を低下させ、製造コストを上げる。従来の技術において熱風加熱の方式も存在するが、熱風循環を行うことができず、気体が入口から入り、出口から出たり、ろう付け温度が低く、実質的に４５０℃より低いため、装置の材質及び構造に対する要求が低いので、ろう付け炉の汎用性が低く、４５０℃以下でろう付けされるワークにしか適用されなかったりしている。そして、温度が低く、ファンが炉内に設けられても、ファンに大きな影響を与えないため、ファンの構造に対する要求が低い。
【０００３】
したがって、ろう付け温度が４５０℃より高いワークには、上記炉体が適用できない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来の技術における上記欠点を解消するために、温度均一性が高く、耐用年数が長く、適用範囲が広い熱風無酸素ろう付けシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の技術的解決手段は、炉体及び熱風循環システムを含み、無酸素環境で、熱風循環システムにより気体を炉体の作動キャビティ内に導入し、硬ろう付けの条件で、ワークを循環的に加熱する熱風無酸素ろう付けシステムである。
【０００６】
さらに、前記熱風循環システムは、外部循環構造であり、炉体の外部に加熱体が設けられ、加熱体が循環管路を介して炉体の入口と出口に接続される。
【０００７】
さらに、前記熱風循環システムは、内部循環構造であり、炉体の内部に加熱領域が設けられ、加熱領域が作動キャビティと連通し、動力装置により加熱領域を通過した気体を作動キャビティ内に導入し、熱風循環経路を形成する。
【０００８】
さらに、前記加熱領域と作動キャビティは、同一のキャビティ内に設けられ、かつ仕切り板により仕切られるか、又は加熱領域と作動キャビティは、それぞれ個別のキャビティである。
【０００９】
さらに、前記熱風循環システムは、気体をワークの内部キャビティに導入し、ワークを加熱する。
【００１０】
さらに、前記動力装置は、ファンであり、ファンは、炉体の内部もしくは外部に設けられるか、又はファンの一部は、炉体の内部に設けられ、もう一部は炉体の外部に設けられる。
【００１１】
さらに、前記ファンの一部又は全ての構造が炉体の内部に設けられる場合、ファンは、高温ファンであり、高温ファンは、軸と冷却主体を含み、作動キャビティに入った一部の軸は、冷却主体により包まれる。
【００１２】
さらに、前記高温ファンの耐熱性は≧４５０℃である。
【００１３】
さらに、前記高温ファンの耐熱性は≧６００℃である。
【００１４】
さらに、前記冷却主体は、耐熱材料で製造された中空の外部ケースであり、作動キャビティに入った一部の軸は外部ケースの内部キャビティを貫通するか、又は前記冷却主体は軸本体の内部キャビティが中空の軸座であり、水冷ジャケットが軸座の内部キャビティ内に設けられて、水冷軸座を形成し、作動キャビティに入った一部の軸は軸座の内部キャビティを貫通する。
【００１５】
さらに、前記作動キャビティ内にローラが設けられ、ローラはローラシートに取り付けられ、ローラに底板が配置されている。
さらに、前記炉体の炉蓋の外部に、作動キャビティと連通している急速冷却ファンが設けられている。
【００１６】
さらに、前記炉体の炉蓋の外部に熱交換装置が設けられ、炉蓋の内側は熱交換装置の管路と連通し、管路内に冷却媒体が流入される。
さらに、前記炉体の炉蓋の上部及び下部のうちの少なくとも一方に保温ドアが設けられている。
【００１７】
さらに、前記保温ドアの開き方式は、電動式又は自己適応式である。
【００１８】
さらに、前記自己適応式は、保温ドアが冷却吹風側又は冷却吸風側に設けられ、冷却吹風又は冷却吸風により保温ドアを開ける構造である。
【００１９】
さらに、前記炉体は、ライナーを含み、ライナーが一体型ライナー又は多段式ライナーを用い、ライナーに保温層が設けられている。
【００２０】
さらに、前記仕切り板は、多重キャビティのグリッド構造を用いるか、又は前記仕切り板は、中実又は中空構造である。
【００２１】
さらに、前記ローラ、前記ローラシート、及び前記底板のうちの少なくとも１つの材質は、黒鉛、カーボンカーボン、炭化ケイ素、コランダム、モリブデン、タングステンのうちの少なくとも１種である。
【００２２】
さらに、前記高温ファンの材質は、黒鉛、カーボンカーボン、炭化ケイ素、耐熱鋼のうちの１種である。
【００２３】
本発明の有益な効果は以下のとおりである。（１）無酸素環境で熱風循環によりワークの表面、ワークの内部キャビティを加熱することにより、ワークの各点における温度が近く、ろう付の品質が大幅に向上し、（２）作動キャビティに入った高温ファンを冷却して、一方、冷却主体とファンインペラとの間の軸の長さを短縮することにより、ファンインペラの回転時の安定性を大幅に改善でき、他方、作動キャビティに入った一部の軸とモータを冷却させることができ、過熱により損傷することがなく、耐用年数を大幅に延ばし、（３）ライナーは、保温性が高く、構造が安定し、密封性が高く、延展性が高く、（４）炉蓋における冷却装置は、ワークを急速冷却することができ、各部材が合理的に配置されて、炉体の体積を増加させることがなく、（５）任意のワークのろう付けに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の熱風循環システムの外部循環構造の構造概略図である。
【図２】本発明の熱風循環システムの内部循環構造の１つの具体的な実施形態の構造概略図である。
【図３】本発明の熱風循環システムの内部循環構造の別の具体的な実施形態の構造概略図である。
【図４】本発明の仕切り板の構造概略図である。
【図５】本発明の２つの仕切り板を接続する構造概略図である。
【図６】本発明のファンの１つの具体的な実施形態の構造概略図である。
【図７】本発明のライナー構造及びその内部構成の構造概略図である。
【図８】本発明の炉蓋の構造概略図である。
【図９】本発明のワーク構造の１つの具体的な実施形態の構造概略図である。
【図１０】本発明のワークが熱風内部循環を用いる構造概略図である。
【図１１】本発明のワークが熱風外部循環を用いる構造概略図である。
【図１２】本発明のワーク構造の別の具体的な実施形態の構造概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下で、明細書の図面と具体的な実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
炉体及び熱風循環システムを含み、無酸素環境で、熱風循環システムにより気体を炉体の作動キャビティ内に導入し、硬ろう付けの条件で、ワークを循環的に加熱する熱風無酸素ろう付けシステムである。
【００２６】
上記硬ろう付けは、ろう付けに使用したろう材の融点が≧４５０℃であると指す。
上記技術的解決手段は以下の利点を有する。（１）本発明が高温ろう付けであるため、無酸素環境では、可燃性気体が作動キャビティ内に入って高温で酸素と接触して爆発することを防止し、安全性を向上させ、コストを低減することができ、（２）ワークを熱風循環で加熱して、一方、加熱時間を短縮することができ、他方、熱い気体がワークを直接満たすことができ、ワークをより均一に加熱し、ワークのろう付け品質を大幅に向上させる。
熱風循環システムは、熱い気体を作動キャビティに導入する動力装置と、気体を加熱する加熱体とを少なくとも含む。
【００２７】
前記加熱体は、ヒータ、抵抗線などであってもよい。
【００２８】
気体供給キャビティ内に加熱対象の気体、保護気体又は還元気体などを輸送するために、炉体の外部に少なくとも気体供給装置を設ける必要がある。
【００２９】
以下で、熱風循環システムの構造を説明する。
熱風循環システムは、２種の構造に分けられ、第１種の構造は、外部循環構造である。
図１に示すように、外部循環構造の１つの具体的な実施形態は、以下のとおりである。炉体１の外部に加熱体２が設けられ、加熱体２は循環管路３を介して炉体１の入口と出口に接続され、動力装置４は、炉体１の一側に設けられてもよく、動力装置は少なくとも１つである。動力装置４により、加熱体２を通過した気体を作動キャビティ内に導入し、熱交換後の気体が出口から循環管路内に再度流入し、ワーク６を循環的に加熱する。
上記に加えて、本発明は、炉体の外部にさらに冷却器５が設けられ、気体が冷却した後にワークを循環的冷却することもできる。例えば、加熱体と冷却器は、それぞれ１本の循環管路に接続され、独立して作動し、互いに影響しないか、又は、加熱体と冷却器は、１本の循環管路の２本の分岐管路に接続されるか、又は、加熱体と冷却器は、１本の循環管路の２本の分岐管路、すなわち、加熱分岐管路と冷却分岐管路に接続され、加熱部分岐管路と冷却部分岐管路との接続部に熱気通路と冷気通路との切り替えを行う前電動弁及び後電動弁が設けられている。
【００３０】
熱風循環システムを外部循環構造として設けることは、作動キャビティ内の他の部材又は構造の設計を節約し、構造を大幅に簡略化させ、かつ炉体の体積をより小さく設計することができる。
【００３１】
熱風循環システムの第２種の構造は、内部循環構造である。
内部循環構造の１つの具体的な実施形態は、作動キャビティ内に循環管路と加熱体を設けて、循環管路によりワークを循環的に加熱する。
【００３２】
内部循環構造の第２の具体的な実施形態は、炉体の内部に作動キャビティと互いに連通する加熱体を設け、動力装置により加熱体を通過した気体を作動キャビティ内に導入し、熱風循環経路を形成する。該構造は、高温ろう付が管路に対する要求が厳しく、コストを大幅に上げ、かつ作動キャビティの構造を複雑にし、かつ循環管路がろう付け品質に影響を与える原因で、前述の作動キャビティ内に循環管路を設ける場合より効果が高い。
【００３３】
例えば、図２に示すように、加熱体２と作動キャビティ７は、同一のキャビティ内に設けられ、かつ仕切り板８により仕切られる。気体は、加熱後に仕切り板８に沿って作動キャビティ７内に流入し、ワークを加熱し、かつ仕切り板８に沿って再度と加熱体２の位置に流入し、動力装置の作用で循環的に加熱される。
また、例えば、図３に示すように、加熱体２と作動キャビティ７は、それぞれ別個のキャビティである。気体は、加熱後に作動キャビティ７内に流入し、ワーク６を加熱して、再度と加熱領域に戻り、動力装置の作用で循環的に加熱される。
【００３４】
以下、仕切り板の状況を説明する。
作動キャビティは、仕切り板により２つの部分に分けられ、一部が加熱領域であり、別の一部がワークろう付け領域である。仕切り板は、多重キャビティのグリッド構造、中実構造又は中空構造を用いることができる。
【００３５】
仕切り板は、１枚であってもよく、複数枚で継ぎ合わせて構成されてもよい。
図４及び図５に示すように、複数枚の仕切り板８を継ぎ合わせる１つの具体的な実施形態として、複数枚の仕切り板８は、いずれもグリッド構造を用い、すなわち、仕切り板の内部キャビティは、配列された複数のキャビティ８１であり、気道を形成することができる。仕切り板８の端部の寸法は縮小し、縮小した一部が別の仕切り板８の内部キャビティ内に嵌め込まれる。隣接する仕切り板の接続位置にいずれも孔が設けられ、孔が互いに対応し、隣接する仕切り板が嵌め込まれた後にボルト８２により接続される。仕切り板８全体と炉体のライナーとの間は、ボルトにより固定される。
【００３６】
仕切り板の材料は、カーボンカーボン材料、炭化ケイ素、コランダム、ステンレス鋼、銅などの耐熱材料であってもよい。仕切り板の表面に炭化ケイ素被覆層が設けられている。
【００３７】
仕切り板が多重キャビティのグリッド構造を用いる場合、グリッド方向は、仕切り板と平行であり、ワークは、仕切り板の上、下又は横に配置することができる。ワークが仕切り板の上に配置されると、仕切り板のグリッド内に熱い気体が流入されるため、ワークを直接加熱でき、同時に熱風循環加熱を行い、ろう付け効率を大幅に向上させる。ワークが仕切り板の下又は横に配置されると、仕切り板の内部及び仕切り板の外部の熱い気体は、動力装置によりワークに導かれて、熱循環を行うことができる。
【００３８】
以下で、動力装置の状況を説明する。
動力装置は、ファンであり、ファンは、送風機又は誘引送風機などであってもよく、ファンインペラは、遠心インペラ、軸流インペラ、斜流インペラ、混流インペラ又は多重インペラであってもよい。
【００３９】
ファンは、炉体の内部もしくは外部に設けられるか、又はファンの一部は炉体の内部に設けられ、別の一部は炉体の外部に設けられる。
【００４０】
ファンの一部又は全ての構造が炉体の内部に設けられる場合、ファンは、高温ファンであり、高温ファンに冷却主体が設けられ、作動キャビティに入った一部の構造は、冷却主体により包まれる。
【００４１】
高温ファンの耐熱性は≧４５０℃であり、好ましくは、高温ファンの耐熱性は≧６００℃であり、より好ましくは、高温ファンの耐熱性は≧８００℃であり、さらに好ましくは、高温ファンの耐熱性は≧１０００℃であり、さらに好ましくは、高温ファンの耐熱性は≧１５００℃である。
【００４２】
図６に示すように、本発明のファンの１つの具体的な実施形態として、ファン全体は、作動キャビティの内部に設けられ、ファン９はインペラとインペラを作動するように駆動するモータ９１とを含み、インペラは好ましくは遠心インペラであり、すなわち、ファン９は高温遠心ファンである。モータ９１の外部ケースに水冷ジャケット９２が設けられ、水冷ジャケット９２の前端は円錐形を呈してモータ軸９３を包む。水冷ジャケット９２の上部及び下部に短管９４が設けられ，短管９４は、水冷ジャケットの排水口及び給水口として、ねじ継手であってもよく、その他の継手であってもい。モータの外部ケースの後端にフランジ１９が配置され、フランジ面が平らかであるか、又は環状溝が配置される。環状溝内にゴム密封リングが取り付けられている。モータ９１に通風管路９６が配置され、通風管路９６は、炉体の外部からモータ内に連通し、モータ９１を放熱させるか、又は冷却させることができる。通風管路９６は、モータのバックカバーに取り付けられてもよく、モータの水冷ジャケットに取り付けられてもよい。モータ軸の前端は、水冷ジャケットと完全に嵌合し、隙間は≧０．１ｍｍである。
【００４３】
モータ９１の取付ベースは、取付フランジにより水冷ジャケット９２に固定される。取付フランジに少なくとも１つの密封溝が設けられている。取付フランジにモータの係止口が設けられている。水冷ジャケット内に間隔を置いて配列したリブ板が配置され、リブ板は環状又は縦方向に配置されてもよい。
【００４４】
本発明のファンの別の具体的な実施形態として、ファンのモータは、作動キャビティの外部に設けられ、モータの一部の軸及びインペラは、作動キャビティ内に位置する。冷却主体は、ファンインペラに近接した位置に設けられ、冷却主体の内部キャビティに水冷ジャケットが設けられ、作動キャビティに入った一部の軸は、冷却主体の内部キャビティを貫通する。
【００４５】
冷却主体は軸本体の内部キャビティが中空の軸座であってもよく、水冷ジャケットが軸座の内部キャビティ内に設けられて、水冷軸座を形成し、作動キャビティ内に入った一部の軸は軸座の内部キャビティを貫通する。又は、冷却主体は、耐熱材料で製造された中空の外部ケースであり、外部ケースの内部キャビティ内に冷却媒体が流入され、作動キャビティに入った一部の軸は外部ケースの内部キャビティを貫通する。
【００４６】
本発明のファンは、一方、冷却主体を前に移動させて、冷却主体とファンインペラとの間の軸の長さを短縮できることにより、ファンインペラの回転時の安定性を大幅に改善し、他方、高温領域内に入った一部の軸とモータを冷却させることができ、過熱により損傷することがなく、耐用年数を大幅に延ばす。
【００４７】
冷却主体の外部に、炉内の熱量が水冷ジャケットに伝達されることを防止するための保温層がさらに設けられている。保温層は、冷却主体の外壁に塗布された耐熱塗料であってもよく、冷却主体の外壁に設けられた耐熱保温材料などであってもよく、インペラの側縁にも保温材料が設けられてもよい。保温材料は、炭素フェルト（軟質フェルト又は硬質フェルト）であってもよく、炭素フェルトの外部にカーボンカーボン／炭化ケイ素／コランダム／モリブデン／タングステンの保護カバーなどが包まれる。
【００４８】
前述のモータ軸は、中実軸又は中空軸である。モータ軸が中空軸である場合、中空軸内に保温材料を充填することができ、例えば、保温材料をモータ軸のファンインペラに接続した一端に設ける。ファンインペラは、高温下で温度が高すぎると、軸とファンインペラとの接続部の温度が高く、保温材料により接続部の大きな温度差を防止することができる。
【００４９】
高温ファンのファンケース及びインペラは、いずれもカーボンカーボン材料、黒鉛、炭化ケイ素又は耐熱鋼などの材料で製造されてもよく、ファンケースの基体及びインペラの基体は、繊維ニードリングブランク又は３Ｄ編組ブランクを用いることができる。ファン軸は水冷方式を用いる。モータは真空水冷キャンドモータを用いる。
【００５０】
インペラの１つの具体的な実施形態は、インペラのカーボンカーボン材料で全体のリングを製造した後、機械加工によりファンブレードの加工を完了する。インペラのファンブレード、底板、蓋板は、挿着方式により接続され、接続部は、ピンで押圧されるか、又はねじで締め付けられる。インペラのファンブレード、底板、蓋板基体は、繊維ニードリングブランク又は３Ｄ編組ブランクを用いることができる。
【００５１】
以下、炉体のライナーの状況を説明する。
【００５２】
ライナーは、炉体内に設けられ、前述の作動キャビティはライナーで囲まれる。前述の仕切り板はライナーを２つの部分に分ける。ライナーは一体型ライナー又は多段式ライナーを用い、多段式ライナーの節の間は溝付きの曲げ板で接続することができる。
【００５３】
図７に示すように、ライナー構造の１つの具体的な実施形態として、ライナー１０は、保温内部ケース１０１、保温層及び保温外部ケース１０２を含む保温構造である。
【００５４】
保温内部ケース１０１の材質は、カーボンカーボン板、炭化ケイ素板、コランダム板、黒鉛板、モリブデン板又はタングステン板のうちの１種である。保温内部ケースの板材は、単層平板又は中空グリッド板である。板材の継ぎ目は、薄い平板でカバーされ、薄い平板と基材部材は、高温接着剤で接着され、かつカーボンカーボン、黒鉛、モリブデン、タングステン又は炭化ケイ素で製造されたボルト１０３で押し付けられる。高温接着剤のせん断強さは５ＭＰａより大きい。
【００５５】
保温層は、セラミック繊維層１０４及び炭素フェルト層１０５を含み、炭素フェルト層１０５が内層であり、セラミック繊維層１０４が外層である。セラミック繊維層１０４は、ケイ酸アルミニウム繊維層により代替されてもよい。
保温外部ケース１０２の材質はステンレス鋼、炭素鋼又は低合金鋼のうちの１種である。保温外部ケース１０２の表面に複数の孔が配置され、孔が外向きに突出するか、内向きに凹む。保温外部ケース１０２の鋼板は孔の両側に接続され、波形に類似する伸縮可能な構造を形成する。
【００５６】
ライナーの下部に外部ローラ１１が設けられ、外部ローラ１１は炉体１の軌道に配置される。ライナーの上部は炉の上部に接続され、炉の上部の間に隙間が残る。
ライナー１０は、支持体１２により炉体１に接続されるか、又はライナーは、横棒により、支持体を介して炉体に接続され、横棒に凹溝が設けられ、接続ボルトは、凹溝内に取り付けられる。
【００５７】
以下、ライナーの内部構成の状況を説明する。
図７に示すように、ライナー１０の内部キャビティ、すなわち、作動キャビティ内にローラ１３が設けられている。
【００５８】
ローラ構造の１つの具体的な実施形態として、ローラ１３はローラシート１４に取付けられる。ローラシート１４は支柱１５に取り付けられ、支柱１５はねじ山付きのジャケット内に取り付けられ、ねじでベースにねじ込まれ、ベースはライナー１０に固定される。ローラ１３は外向きに軸を伸び出し、軸に軸受が挿入され、軸受が軸受台に固定される。ローラ１３の直径は軸受の外径より大きい。
【００５９】
ローラ、軸受及び軸受台の材質は、いずれもカーボンカーボン、炭化ケイ素又はコランダムのうちの１種である。ローラシート及び支柱の材質は、黒鉛、カーボンカーボン、炭化ケイ素、コランダム、モリブデン又はタングステンのうちの少なくとも１種である。
ローラ１４に底板１６が配置され、ローラの駆動によりワークを推進し、押し出すように、底板１６にワークを配置することができる。底板の材料は、黒鉛、カーボンカーボン、炭化ケイ素、コランダム、モリブデン又はタングステンのうちの少なくとも１種である。底板１６は、多重キャビティのグリッド構造、中実構造又は中空構造を用いるか、又は底板は、中実又は中空構造であり、かつ中実又は中空底板に多重キャビティのグリッド構造板が配置されている。底板１６は、１枚であってもよく、複数枚で継ぎ合わせて構成されてもよい。底板の上面と下面は平らかである。
【００６０】
複数枚の底板を継ぎ合わせる１つの具体的な実施形態として、１つの底板の端部の寸法は縮小し、縮小した一部が別の底板の内部キャビティ内に嵌め込まれる。隣接する底板の接続位置にいずれも孔が設けられ、孔が互いに対応し、隣接する底板が嵌め込まれた後にボルトにより接続される。底板の内面と外面にいずれも炭化ケイ素被覆層が設けられる。
以下、炉蓋の構造を説明する。
【００６１】
炉体の少なくとも一端は、炉蓋に接続され、炉蓋に冷却装置が設けられ、冷却装置は、作動キャビティを冷却することができる。炉体の両端にいずれも炉蓋が設けられている場合、そのうちの１つの炉蓋に冷却装置を設けることができる。
【００６２】
冷却装置の１つの具体的な実施形態として、炉蓋の外部に、管路を介して炉体内の作動キャビティと連通している急速冷却ファンが設けられている。炉蓋に保温ドアが設けられ、保温ドアは、急速冷却ファンの送風側に設けられる。急速冷却ファンが起動しない場合、保温ドアが開かず、急速冷却ファンが作動する場合にのみ、保温ドアを吹き開けることにより、外部の風を作動キャビティに輸送し、ろう付け後のワークを降温させ冷却することができる。
【００６３】
冷却装置の第２の具体的な実施形態として、炉蓋の外部に熱交換装置が取り付けられ、熱交換装置は管胴式構造であり、管内が水であり、ケース内に冷却すべき気体が通過する。熱交換装置の外部は水冷ジャケット又は巻き取りコイルである。炉体内は熱交換装置の管路と連通し、管路が水冷ジャケット管である。炉蓋に保温ドアが設けられ、保温ドアは、電動スイッチで開かれる。保温ドアが開かれた後、熱交換装置内の水と水冷ジャケット管内の水は通過した気体を冷却し、冷却された気体が作動キャビティに入って、ワークを降温させ冷却する。
【００６４】
図８に示すように、冷却装置の第３の具体的な実施形態として、炉蓋２０の外部に急速冷却ファン２０１と熱交換装置２０２が同時に設けられ、急速冷却ファン２０１、熱交換装置２０２と作動キャビティとの間が管路を介して連通し、急速冷却ファン２０１と熱交換装置２０２との間の管路２０３に水冷ジャケットが設けられず、熱交換装置２０２と作動キャビティとの間の管路２０３は水冷ジャケット管である。炉蓋２０に２つの保温ドア２０４が設けられ、１つの保温ドア２０４は、急速冷却ファン２０１と炉体１の内部キャビティとの間に設けられ、別の保温ドア２０４は、熱交換装置２０２と炉体１の内部キャビティとの間に設けられ、かつ２つの保温ドアはいずれも急速冷却ファン２０１の吹風側、及び炉内ファン９の吸風側に設けられる。ファン９は高温遠心ファンである。ファン９が作動してワークを加熱する場合、２つの保温ドア２０４は、いずれも自動的に開けることができず、急速冷却ファン２０１が作動してこそ、保温ドア２０４が開かれ、このように、熱交換装置２０２内の水と水冷ジャケット管内の水は通過した気体を冷却し、冷却された気体が急速冷却ファン２０１により作動キャビティ内に迅速に輸送され、ワークを降温させて冷却する。
【００６５】
保温ドア２０４に電動スイッチ２０５がさらに設けられてもよく、保温ドアは電動スイッチで開かれる。
以下、保温ドアの構造を説明する。
【００６６】
図８に示すように、保温ドア２０は、蝶つがいによりドア枠に接続され、蝶つがいの位置は、保温ドア２０４の重心の上に設けられる。保温ドアは、自由状態で、ドア枠に密着する。保温ドアが急速冷却ファンの吹風側に設けられる場合、ドア枠は保温ドアの後に設けられ、保温ドアが急速冷却ファンの吸風側に設けられる場合、ドア枠は保温ドアの前に設けられる。
【００６７】
ドア枠に密封ストリップが設けられる。密封ストリップは軟質材料であり、軟質材料は、軟質フェルト、セラミック繊維フェルト又はケイ酸アルミニウムフェルトであってもよい。密封ストリップは、好ましくはΩ形を呈し、ドア枠のＣ字形の係止溝内に係止される。Ｃ字形の係止溝の材質は、ステンレス鋼、カーボンカーボン又は炭化ケイ素などであってもよい。密封ストリップとＣ字形の係止溝は、ドア枠の高温密封面の低温端に配置される。ドア枠の別の面に、軟質フェルト、セラミック繊維フェルト又はケイ酸アルミニウムフェルトのような高温材料が設けられる。
密封ストリップの圧縮量は≧１０％である。
【００６８】
以下、ワークのろう付け状況を説明する。
ワークは、気体をその内部において流入させ、流出させることができる構造であり、動力装置は、熱い気体又は冷たい気体を循環管路によりワークの内部キャビティに導入し、ワークを循環的に加熱又は冷却する。
【００６９】
図９に示すように、ワークの構造の１つの具体的な実施形態として、ワーク６Ａは、第１のパネル６１Ａ、第２のパネル６２Ａ及び両者の間に設けられた複数の芯管６３Ａを含む。
芯管６３Ａの断面形状は円形又はＮ（Ｎ≧3）辺形であり、又は断面形状は、角形、工字形、溝形などのような異形構造である。本実施例の芯管は、好ましくは、円管である。複数の芯管６３Ａの間に、配列したあとに貫通した気道を形成し、芯管６３Ａとパネルの間に銅ろう材６４Ａが設けられる。芯管３の上下両端にフランジ６５Ａが設けられる。
【００７０】
図１０に示すように、上記ワークが熱風内部循環を用いる具体的な実施形態は、以下のとおりである。ワーク６Ａはローラ１３の上側の底板１６に配置され、ローラ１３は軌道に設けられる。加熱体２と作動キャビティ７は仕切り板８により仕切られる。底板１６と仕切り板８はいずれも多重キャビティのグリッド構造を用いる。底板１６と仕切り板８の配置方向は、炉体と平行であり、グリッド内の気体の流動方向も炉体と平行である。ろう付け時に、保護気体が高温遠心ファンであるファン９により加熱領域に導入される。加熱体２により加熱された後に熱い気体になり、一部の熱い気体は、仕切り板に沿って作動キャビティに入り、一部の気体は、仕切り板８のグリッドキャビティ内に入り、さらに、一部のキャビティ内の気体は、底板１６のグリッドキャビティ内に入り、このように、第１のパネルの表面、第２のパネルの表面及び２つのパネルの間のキャビティにおいていずれも熱い気体により加熱され、高温気体はワークの内部キャビティを通過し、各芯管と接触し、ワークの上下、左右、前後端の温度を近くし、温度均一性を大幅に上げ、このようにして、ワーク６Ａは、熱差により変形することがない。ろう付けが完了した後、ファン９及び加熱体２をオフにし、急速冷却ファン２０１を起動し、急速冷却ファン２０１が保温ドア２０４を吹き開け、熱交換装置２０２内の水及び水冷ジャケット内の水は通過した気体を冷却し、冷却された気体は、急速冷却ファン２０１により炉体内に導入され、一部の冷たい気体は、底板１６に沿って作動キャビティに入り、一部の気体は、底板１６のグリッドキャビティ内に入り、さらに一部の気体は、仕切り板８のグリッドキャビティ内に入り、このようにして、ワーク６Ａの上下、左右、前後端の温度を近くし、ワークを均一に冷却させ、ろう付け品質を向上させ、かつ仕切り板及び底板を冷却することができる。
ワークが熱風外部循環を用いる１つの具体的な実施形態は、以下のとおりである。
【００７１】
図１１に示すように、炉体１の外部に加熱体２及び冷却器５が設けられ、加熱体２及び冷却器５は、循環管路３を介して炉体１の入口と出口に接続され、加熱体２及び冷却器５は、１本の循環管路の２本の分岐管路、すなわち、加熱分岐管路と冷却分岐管路に接続され、加熱分岐管路と冷却分岐管路の両端の接続部に前電動三方弁１７及び後電動三方弁１８が設けられ、熱気通路と冷気通路との切り替えを行い、かつ前電動三方弁１７及び後電動三方弁１８の弁の開度が調整可能であるため、気体の流量を調整することができる。
【００７２】
前電動三方弁１７と後電動三方弁１８のケースの内側にいずれも保温層が設けられ、保温層の材質は、炭素フェルトであることにより、気体がケース内に入ってケースと接触し熱を交換する代わりに保温層と直接接触し、気体の温度が保証される。
炉体の出口後側と循環管路との間に動力装置４、例えば、誘引送風機が設けられ、気体循環を強制的に行い、かつ気体の流動速度を誘引送風機の回転速度により調整し制御することができる。
【００７３】
加熱体２は、気体を熱い気体に変化させることができ、冷却器５は、気体を冷たい気体に変化させることができ、誘引送風機により熱い気体又は冷たい気体を循環管路に沿って炉室内に導入し、ワーク６の内部キャビティに流入させる。ワーク６の出口に近接する一端の上下側と作動キャビティとの間にバッフル板１９が設けられ、バッフル板１９は、ワーク６と出口との間の隙間を密封できることにより、気体がワーク６の内部キャビティのみから出口に流入し、ワーク６の上下側から流出することができないことを保証し、このようにして、不良率を大幅に低下させることができる。気体は、出口を通過して循環管路３に流入し、循環通路を形成する。
【００７４】
図１２に示すように、ワークの構造の別の具体的な実施形態として、ワーク６Ｂは、第１のパネル６１Ｂ、第２のパネル６２Ｂ及び両者の間に設けられた複数の芯板６３Ｂを含む。
【００７５】
芯板６３Ｂは、波型芯板、段ボール芯板、リブ芯板、直芯板、グリッド芯、ハネカムコアのうちの１種又はそれらの間の任意の組み合わせであってもよく、又は芯板は、互いに対称の２枚の波型芯板、段ボール芯板又はリブ芯板で構成され、２枚の芯板は、一体に同方向に向いて又は対向して接続されるか、又は前記グリッド芯は、複数の三角形又は四辺形のグリッド通路を含み、前記ハネカムコアは、Ｎ（５≦Ｎ≦３０）辺形である複数のグリッド通路を含む。本実施例の芯板は、好ましくは、波型芯板である。複数の芯板が配列した後、貫通した気道が形成する。芯板６３Ｂとパネルの間に銅ろう材が設けられる。
【００７６】
本発明において、炉体に炉体を冷却できる水冷ジャケットが配置される。炉体は、高圧に耐えることができ、≧０．１ＭＰａの圧力でろう付けを行い、圧力計により圧力を検出し、吸気弁及び排気弁の開度を制御することにより炉圧を制御する。ろう付けの雰囲気は、水素ガスと窒素ガスであり、水素量は≧５０％であり、窒素ガスは、ワークをろう付けプロセスにおいて無酸素環境にし、水素ガスにより、ワークがろう付けプロセスにおいて酸化されない。
【００７７】
明らかに、当業者は本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明に対して様々な修正及び変形を行うことができる。このようにして、本発明のこれらの修正と変形が本発明の特許請求の範囲とその同等技術の範囲内に属すれば、本発明もこれらの修正及び変形を含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月26日(2018.6.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉体及び熱風循環システムを含み、無酸素環境で、前記熱風循環システムにより気体を前記炉体の作動キャビティ内に導入し、硬ろう付けの条件で、ワークを循環的に加熱することを特徴とする熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項２】
前記熱風循環システムは、外部循環構造であり、前記炉体の外部に加熱体が設けられ、前記加熱体が循環管路を介して前記炉体の入口と出口に接続されることを特徴とする請求項１に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項３】
前記熱風循環システムは、内部循環構造であり、前記炉体の内部に加熱領域が設けられ、前記加熱領域が作動キャビティと連通し、動力装置により前記加熱領域を通過した気体を前記作動キャビティ内に導入し、熱風循環経路を形成することを特徴とする請求項１に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項４】
前記加熱領域と前記作動キャビティは、同一のキャビティ内に設けられ、かつ仕切り板により仕切られるか、又は前記加熱領域と前記作動キャビティは、それぞれ個別のキャビティであることを特徴とする請求項３に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項５】
前記熱風循環システムは、前記気体を前記ワークの内部キャビティに導入し、前記ワークを加熱することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項６】
前記動力装置は、ファンであり、前記ファンは、前記炉体の内部もしくは外部に設けられるか、又は前記ファンの一部は、前記炉体の内部に設けられ、別の一部は前記炉体の外部に設けられることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項７】
前記ファンの一部又は全部の構造が前記炉体の内部に設けられる場合、前記ファンは、高温ファンであり、前記高温ファンは、軸と冷却主体を含み、前記作動キャビティに入った一部の軸は、前記冷却主体により包まれることを特徴とする請求項６に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項８】
前記高温ファンの耐熱性は≧６００℃であることを特徴とする請求項７に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項９】
前記作動キャビティ内にローラが設けられ、前記ローラはローラシートに取り付けられ、前記ローラに底板が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項１０】
前記炉体の炉蓋の外部に、前記作動キャビティと連通している急速冷却ファンが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【請求項１１】
前記炉体の炉蓋の外部に熱交換装置が設けられ、前記炉蓋の内側は、前記熱交換装置の管路と連通し、前記管路内に冷却媒体が流入されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱風無酸素ろう付けシステム。
【国際調査報告】
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